ALDとは？――原子層単位で膜厚を制御する成膜技術

ALDの自己停止表面反応、A/B Precursorサイクル、Conformality、CVDとの違いと量産上の課題を解説する。

客観的事実この記事のタイプ：事実・解説

公開 2026/9/1 確認 2026/9/1 読了 8分中級執筆: 知識図書館編集部

まず結論

ALD（Atomic Layer Deposition）は、互いに分離した表面反応を順番に繰り返し、非常に薄い膜を高精度に積み上げる技術です。

特徴は「1 Cycleで原子1個分を必ず積む」という単純な意味ではなく、表面の反応可能Siteが埋まると反応が進みにくくなるSelf-Limiting Reactionを利用する点にあります。

典型的には、

を1 Cycleとし、これを繰り返します。

Aを長時間流し続けても、表面Siteが飽和すれば理想的には反応量が増え続けません。この自己停止性により、Gas Flowのわずかな差がそのまま膜厚差になりにくいという強みがあります。

深いTrenchやHoleでもPrecursorが内部まで拡散し、十分なExposureが確保できれば側壁や底面へ均一な膜を作りやすい特徴があります。

GAA、3D NANDなど三次元構造が複雑になるほど、この性質が重要になります。

1 Cycleあたりの成長量が小さいため、多数Cycleが必要です。Purgeも必要なのでThroughputが課題になりやすく、Spatial ALDなど高速化の工夫もあります。

また「自己停止だからどんな形でも完全均一」ではありません。深い構造ではPrecursor輸送、反応確率、Exposure時間が効きます。

CVDは複数反応種が同時に存在して連続的に成膜する場合が多いのに対し、ALDは反応を時間的・空間的に分離して表面飽和を利用します。